بررسي عدم قطعيت‌هاي موجود در روابط تجربي و پيش‌بيني احتمالاتي گسترش جانبي ناشي از روانگرايي

Evaluation of uncertainties in the existing empirical models and probabilistic prediction of liquefactioninduced lateral spreading

يكي از روش‌هاي پر كاربرد در ارزيابي ميزان گسترش جانبي ناشي از روانگرايي، كه در نواحي با شيب ملايم رخ مي‌دهد، استفاده از روش‌هاي تجربي مي‌باشد. عدم قطعيت‌هاي بسياري به صورت ذاتي در مدل‌هاي تجربي وجود دارد كه ناشي از عدم وجود مشاهدات كافي و همچنين پيچيدگي مسئله است. اگرچه مدلهاي تجربي متعددي جهت پيش‌بيني مقدار تغييرمكان حاصل از گسترش جانبي ارائه شده است، ليكن مطالعه‌ي جامعي در ارتباط با عملكرد آنها در يك ساختار مقايسه‌اي صورت نگرفته است. مطالعات انجام شده در اين مقاله را مي‌توان به دو بخش عمده تقسيم كرد: در بخش اول، پس از مطالعه پارامتريك تعدادي از روابط تجربي پيشنهاد شده براي گسترش جانبي به بررسي پايگاه داده‌هاي آنها پرداخته مي‌شود و با استفاده از رگرسيون چند متغيره(MLR) رابطه‌اي پيشنهاد مي‌شود. مدل پيشنهادي از دقت مناسب تري نسبت به ديگر روابط موجود برخوردار است. در ارائه اين مدل سعي شده است بخشي از عدم قطعيت‌هاي‌ موجود با حذف بخشي از داده‌ها‌ي تك گمانه‌هايي، به حداقل رسانيده شود. در بخش دوم، تأثير عدم قطعيت‌هاي موجود در پارامترهاي ژئوتكنيكي گزارش شده در پايگاه داده‌ها به كمك روش‌هاي اعتمادپذيري مرتبه اول (FORM)، مرتبه دوم (SORM) و روش شبيه‌سازي مونت كارلو در ميزان گسترش جانبي پيش‌بيني شده نشان داده مي‌شود و نتايج حاصل از اين سه روش با هم مقايسه مي‌شوند. نتايج اين مقاله اهميت ميزان خطا در پارامترهاي ورودي بر مقادير پيش‌بيني شده‌ي تغييرمكان جانبي زمين را به صورت واضحي نشان مي‌دهد و در نتيجه امكان استفاده از احتمال فراگذشت از يك تغييرمكان مجاز دلخواه را فراهم مي‌سازد.

The empirical models of liquefactioninduced lateral ground deformation have the most common applications for the routine projects. Beside the inherent uncertainties of such models, estimation of geotechnical, geometrical, and design earthquake parameters also involves measurement errors. These sets of error may considerably affect the final estimation of ground deformation and lead to questionable designs. Several empirical models are inuse in the current practice; however, a comprehensive study seems to be required in order to evaluate and compare their performances. This papers aims to present: (1) parametric study of the available empirical models of lateral spreading, consideration of the most recent database, and developing a new empirical model, and (2) Reliability analysis of the developed model through FORM, SORM, and Monte Carlo methods. In the first part, unreliable data points with only one observation borehole located farther than 5m from the point of ground deformation are removed from the database. The new empirical model has acceptable accuracy compared with the previous models. In the second part, effect of the geotechnical parameters variability in the estimated values of ground deformations are estimated and the results are presented in terms of probability of exceedence from a certain level of permissible displacement versus the ground slope.